專利名稱：方形電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電池，更具體地說，涉及一種用于移動(dòng)電話、手提電腦、電子記事本、電子玩具等電子設(shè)備中的方形電池。
現(xiàn)有方形鋰離子電池的殼體，一般是由一端密封而另一端開口的方形筒狀金屬殼與金屬蓋板通過激光焊焊接而成。為了制造方形筒狀殼，目前主要是采用金屬拉伸成形工藝，這種工藝所需的工序、模具較多，模具損耗大，生產(chǎn)效率較低；也有的是先將金屬板沖壓、對(duì)折、再用氬弧焊或激光焊焊接形成方形筒狀殼，其工藝也較復(fù)雜。另外，在制作電池時(shí)，正極片、負(fù)極片和隔膜等放入方形筒狀殼后，要采用激光焊接的方法將殼與蓋板焊接起來，設(shè)備費(fèi)用高，從而導(dǎo)致整個(gè)生產(chǎn)成本較高。
為了減輕電池的質(zhì)量，提高電池的質(zhì)量能量密度，還有的生產(chǎn)商使用塑料復(fù)合膜(一般是塑料與鋁箔多層復(fù)合形成的塑鋁復(fù)合膜)制作成軟包裝方形電池，然而在使用過程中，由于塑料復(fù)合膜的強(qiáng)度較低，其包裝易被劃傷，從而導(dǎo)致漏液或電解質(zhì)與外界接觸，使電池性能大大降低或完全不能使用，甚至給電子設(shè)備造成損害。另外，制作軟性塑料復(fù)合膜包裝的電池時(shí)，金屬極耳與極片的焊接、極耳引出處的密封等工藝非常復(fù)雜，從而使電池的制作成本居高不下。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種制作工藝簡單、成本低且具有通用性的方形電池，以解決現(xiàn)有方形電池所存在的制造工藝復(fù)雜、成本較高的等問題。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種方形電池，包括方形殼體和裝在所述殼體內(nèi)的正極片、負(fù)極片、隔膜和電解液，其中，所述殼體包括一個(gè)方形底殼、一個(gè)方形上蓋和一個(gè)方形卡扣環(huán)；所述底殼的四條邊向上升伸出一段后再向外彎折；所述卡扣環(huán)的四條邊的內(nèi)側(cè)設(shè)有卡槽，并通過其卡槽緊密卡裝在所述底殼的向外彎折邊上；所述上蓋的四條邊向下伸出一段后再向內(nèi)彎折，其伸出長度略大于所述卡扣環(huán)的厚度，并通過其向內(nèi)彎折邊將所述卡扣環(huán)緊密包在其內(nèi)部，從而通過所述卡扣環(huán)與所述底殼結(jié)合為一體。
本實(shí)用新型中，當(dāng)所述底殼和上蓋用金屬片材制成時(shí)，所述卡扣環(huán)則用絕緣材料制成，它既是所述底殼與上蓋之間的密封環(huán)，又是所述底殼與上蓋之間的絕緣環(huán)。同時(shí)，可將正極片或負(fù)極片與所述底殼的內(nèi)側(cè)連接，并將另一個(gè)極片與所述上蓋的內(nèi)側(cè)連接，從而使底殼或上蓋中一個(gè)作為電池的正極，另一個(gè)作為電池的負(fù)極。
本實(shí)用新型中，可將所述底殼和上蓋的內(nèi)腔設(shè)計(jì)為向內(nèi)凸出的結(jié)構(gòu)，這樣可充分保證所述正負(fù)電極片與所述底殼和上蓋之間的良好電接觸，也可減少因電池內(nèi)壓而引起的電池凸出變形等情況。
作為進(jìn)一步改進(jìn)，還可在所述底殼和上蓋上設(shè)計(jì)安全閥，其方式是在所述上蓋或底殼的表面上設(shè)一個(gè)槽形凹口，在電池內(nèi)壓極高時(shí)，該安全閥是作為薄弱環(huán)節(jié)會(huì)按預(yù)定方式爆裂，從而防止造成不必要的損壞。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)1、采用將片材沖壓等方式形成方形電池殼體的底殼和上蓋，與現(xiàn)有技術(shù)中的整體方形電池殼體相比，減少了制作成本；2、所述底殼和上蓋中的任一個(gè)可作為正極，另一個(gè)則作為負(fù)極，裝配成非常方便，并能節(jié)約空間；3、可采用模壓包邊的方式用上蓋將卡扣環(huán)緊包在其內(nèi)部，工藝簡單，效率高；4、殼體堅(jiān)固耐用、體積一致性好，采用卡扣環(huán)密封絕緣又使電池安全防爆。
其中，卡扣環(huán)2可通過塑膠注射成型等方法成型，可以在注塑成型時(shí)將卡扣環(huán)直接嵌于底殼1的彎折邊周圍。這里的卡扣環(huán)2既是底殼1與上蓋3之間的密封環(huán)，又是底殼1與上蓋3之間的絕緣環(huán)?？梢允蔷郾?、聚苯乙烯等塑膠材料制成，也可以是其它能起到絕緣和密封作用的材料，并可以根據(jù)電池的大小、材料強(qiáng)度和工藝要求等因素設(shè)計(jì)成不同的環(huán)狀，只要能起到密封和絕緣的作用即可。
其中，可在底殼1和上蓋3上設(shè)計(jì)安全閥，其方式是在上蓋或底殼的表面上設(shè)一個(gè)槽形凹口，在電池內(nèi)壓極高時(shí)，該安全閥是作為薄弱環(huán)節(jié)會(huì)按預(yù)定方式爆裂，從而防止造成不必要的損壞。
如

圖10所示，本實(shí)用新型中，還可將底殼1和上蓋3的內(nèi)腔設(shè)計(jì)為向內(nèi)凸出的結(jié)構(gòu)，這樣可充分保證正、負(fù)電極片與底殼1和上蓋3之間的良好電接觸，也可減少因電池內(nèi)壓而引起的電池凸出變形等情況。
其中，底殼和上蓋可由厚度為0.05-2.00毫米的金屬片材制成，本實(shí)施例中采用0.25毫米厚度的不銹鋼片材，經(jīng)過沖壓制成底殼1和上蓋3。從圖2中可以看出，底殼1的四個(gè)角都設(shè)有倒角R1，這是為了沖壓方便、并保證電池制作時(shí)其包邊封口具有較好的密封效果。將帶倒角的底殼1視為塑料注射成型的金屬嵌件，先嵌入注射模具中，再注入聚丙烯，即可得到圖5中所示結(jié)構(gòu)。
上蓋3也是用0.25毫米厚度的不銹鋼經(jīng)過沖壓形成，其四個(gè)角也設(shè)有倒角R2，R2的大小可以與R1相同，也可以稍大于R1，本實(shí)施例R1和R2相等，都為2.0毫米。
本實(shí)用新型的電池殼體可適用于多種一次電池，例如鋰-二氧化錳電池(磁)、堿性電池、鋅銀電池等；還可適應(yīng)于多種二次電池，例如鋰離子電池、鋰聚合物電池、Ni-Cd電池、MH-Ni電池等。當(dāng)用于制作鋰-二氧化錳電池時(shí)，在干燥的環(huán)境中將負(fù)極鋰片、隔膜、正極二氧化錳成型片依次疊放，然后放入底殼中，再加入電解液，最后密封上蓋。此時(shí)底殼1與負(fù)極片連接成為電池的負(fù)極，上蓋3與正極片連接成為電池的正極。
當(dāng)用于制作鋰聚合物電池時(shí)，將正極片、聚合物電解質(zhì)膜、負(fù)極片三層形成卷繞結(jié)構(gòu)，使負(fù)極集流體銅箔從負(fù)極膜中露出與底殼點(diǎn)焊在一起，使正極集流體鋁箔從正極膜中露出后與上蓋點(diǎn)焊在一起，然后放入盒狀底殼中；在干燥的環(huán)境中，注入電解液，蓋上收邊的上蓋，用模壓包邊封口，經(jīng)化成即成一個(gè)可充電的鋰聚合物電池。此時(shí)底殼1與正極片連接成為電池的正極，上蓋3與負(fù)極片連接成為電池的負(fù)極。
權(quán)利要求1.一種方形電池，包括方形殼體和裝在所述殼體內(nèi)的正極片、負(fù)極片、隔膜和電解液，其特征在于，所述殼體包括一個(gè)方形底殼、一個(gè)方形上蓋和一個(gè)方形卡扣環(huán)；所述底殼的四條邊向上升伸出一段后再向外彎折；所述卡扣環(huán)的四條邊的內(nèi)側(cè)設(shè)有卡槽，并通過其卡槽緊密卡裝在所述底殼的向外彎折邊上；所述上蓋的四條邊向下伸出一段后再向內(nèi)彎折，其伸出長度略大于所述卡扣環(huán)的厚度，并通過其向內(nèi)彎折邊將所述卡扣環(huán)緊密包在其內(nèi)部，從而通過所述卡扣環(huán)與所述底殼結(jié)合為一體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方形電池，其特征在于，所述底殼的內(nèi)腔為向上凸出的結(jié)構(gòu)，所述上蓋的內(nèi)腔內(nèi)向下凸出的結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方形電池，其特征在于，在所述上蓋或底殼的表面上設(shè)有一個(gè)槽形凹口作為電池的安全閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方形電池，其特征在于，所述負(fù)極片、隔膜和正極片之間為疊層結(jié)構(gòu)或卷繞結(jié)構(gòu)；所述底殼與所述負(fù)極片連接成為電池的負(fù)極，所述上蓋與所述正極片連接成為電池的正極。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方形電池，其特征在于，所述正極片、隔膜和負(fù)極片之間為疊層結(jié)構(gòu)或卷繞結(jié)構(gòu)；所述底殼與所述正極片連接成為電池的正極，所述上蓋與所述負(fù)極片連接成為電池的負(fù)極。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的方形電池，其特征在于，所述底殼和上蓋是由厚度為0.05-2.00毫米的金屬片材制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的方形電池，其特征在于，所述底殼和上蓋的四個(gè)角部分別設(shè)有尺寸為第一半徑R1和為第二半徑R2的倒角，其中所述第二半徑R2等于或大于所述第一半徑R1。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的方形電池，其特征在于，所述第二半徑R2和所述第一半徑R1都為2毫米。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種方形電池，包括方形殼體和裝在所述殼體內(nèi)的正極片、負(fù)極片、隔膜和電解液，其中，所述殼體包括一個(gè)方形底殼、一個(gè)方形上蓋和一個(gè)方形卡扣環(huán)；所述底殼的四條邊向上升伸出一段后再向外彎折；所述卡扣環(huán)的四條邊的內(nèi)側(cè)設(shè)有卡槽，并通過其卡槽緊密卡裝在所述底殼的向外彎折邊上；所述上蓋的四條邊向下伸出一段后再向內(nèi)彎折，其伸出長度略大于所述卡扣環(huán)的厚度，并通過其向內(nèi)彎折邊將所述卡扣環(huán)緊密包在其內(nèi)部，從而通過所述卡扣環(huán)與所述底殼結(jié)合為一體。本實(shí)用新型方形電池的殼體制作工藝簡單、實(shí)用方便、成本低，可適合制作各種方形電池。
文檔編號(hào)H01M2/02GK2599761SQ0320207
公開日2004年1月14日 申請(qǐng)日期2003年1月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月2日
發(fā)明者徐丙任 申請(qǐng)人:未來科學(xué)研究院有限公司